基于CFD的平流式二沉池三維數(shù)值模擬.pdf

1、二沉池的設(shè)計(jì)主要是基于理想沉淀池的假設(shè)，確定二沉池的尺寸有很大的經(jīng)驗(yàn)性、主觀性和任意性。為此，有必要對(duì)二沉池內(nèi)的流態(tài)和懸浮物濃度分布進(jìn)行研究，從而比較精確的確定二沉池的尺寸和沉淀效率，以期為二沉池的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提供參考依據(jù)。 在國(guó)內(nèi)外已有的研究基礎(chǔ)上，本文首先建立了三維Euler兩相流模型。模型中將顆粒作為擬流體，采用改進(jìn)的高雷諾數(shù)κ-ε湍流模型，并在固相的湍流模擬中引入響應(yīng)函數(shù)。該模型充分考慮了固液兩相間相互作用的影響，即

2、計(jì)入了相間曳力、橫向升力、虛擬質(zhì)量力和分散相體積分?jǐn)?shù)以及分散相與連續(xù)相間密度差的影響；其次建立了二沉池三維擬單相流模型，并模擬了一定入水條件下的不同二沉池尺寸下水流和懸浮物分布。 采用有限體積法中的PISO算法對(duì)平流式二沉池內(nèi)流體三維流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算，并通過(guò)與Imam的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了數(shù)值模擬求解的正確性。模擬結(jié)果表明： (1)進(jìn)水口下方和污泥斗上方存在回流區(qū)；二沉池內(nèi)速度分布是非均勻的；其中寬度方向頂部水

3、流由中心面分別向兩邊壁流動(dòng)，底部水流流向中心面，中心面上速度較小，高速區(qū)主要分布在二沉池前部，靠近頂部以及污泥斗的前端。 (2)進(jìn)口擋板附近存在-較周圍懸浮物濃度高的濃度區(qū)；在二沉池中部，由于懸浮物向頂部流動(dòng)，底部懸浮物濃度較頂部低：污泥斗內(nèi)懸浮物濃度較高。 (3)進(jìn)水區(qū)水流湍動(dòng)能較大，而沉淀區(qū)內(nèi)很小，出水口附近湍動(dòng)能增大。 (4)在一定入流條件下，二沉池?fù)醢彘L(zhǎng)度、位置對(duì)二沉池的流場(chǎng)和濃度場(chǎng)產(chǎn)生一定的影響；